菌种选育【菌种选育】菌种选育Loremreferentibus(英语:Strain selection日语:ひずみの选択法语:la sélection des souches俄语:Штаммвыбор德语:Stammselektion)微生物菌种是决定发酵产品的工业价值以及发酵工程成败的关键,只有具备良好的菌种基础,才能通过改进发酵工艺和设备以获得理想的发酵产品 。菌种用途广泛涉及食品、医药、工农业、环保等诸多领域 。
基本介绍中文名:菌种选育
外文名:Strain selection
菌种来源:自然界、菌种保藏机构或生产过程
自然选育步骤:採样,增长培养,培养分离等
菌种用途:食品、医药、工农业等诸多领域
分离的目的:为了取得所需的微生物纯种
分离方法:划线分离法、稀释法和组织分离法
自然选育自然选育的菌种来源于自然界、菌种保藏机构或生产过程,从自然界中选育菌种的过程较为複杂,而从生产过程或菌种保藏机构得到菌种的自然选育过程较为简单 。步骤自然选育的步骤主要是:採样,增长培养,培养分离和筛选等 。採样 筛选的菌种採集的对象以土壤为主,也可以是植物、腐败物品和某些水域等 。土壤是微生物的汇集地,从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物,故土壤往往是首选的採集目标 。微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关係 。富集培养由于採集样品中各种微生物数量有很大差异,若估计到要分离的菌种数量不多时,就要人为增加分离的机率,增加该菌种的数量,称为富集培养 。纯种培养 儘管通过增长培养的效果很好,但是得到的微生物还是处于混杂状态,因为样品中本身含有许多种类的微生物 。所以,为了取得所需的微生物纯种,增殖培养后必须进行分离 。平板分离法由接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料,在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线,微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少,并逐步分散开来 。如果划线适宜的话,微生物能一一分散,经培养后,可在平板表面得到单菌落 。分离方法有三种:即划线分离法、稀释法和组织分离法 。稀释分离法 在溶液中再加入溶剂使溶液的浓度变小 。亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程 。浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察 初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落,然后对各个菌落进行有关性状的初步测定,从中选出具有优良性状的菌落 。例如,对抗生素产生菌来说,选出抑菌圈大的菌落;对于蛋白酶产生菌来说,选出透明圈大的菌落 。此法快速、简便,结果直观性强 。缺点是培养皿的培养条件与三角瓶、发酵罐的培养条件相差大,两者结果常不一致 。复筛复筛指对初筛出的菌株的有关性状作精确的定量测定 。一般要在摇瓶或台式发酵罐中进行培养,经过精细的分析测定,得出準确的数据 。突变体经过筛选后,还必须经过小型或中型的投产试验,才能用于生产 。诱变育种诱变育种一般步骤 利用各种诱变剂处理微生物细胞,提高基因的随机突变频率,扩大变异幅度,通过一定的筛选方法,获得所需要优良菌株的过程,称为诱变育种 。注意问题诱变育种应注意的问题(1)挑选优良的出发菌株 出发菌株就是用于育种的原始菌株 。出发菌株适合,育种工作效率就高 。参考以下实际经验选用出发菌株:①以单倍体纯种为出发菌株,可排除异核体和异质体的影响;②採用具有优良性状的菌株,如生长速度快、营养要求低以及产孢子早而多的菌株;③选择对诱变剂敏感的菌株 。由于有些菌株在发生某一变异后,会提高对其它诱变因素的敏感性,故可考虑选择已发生其他变异的菌株为出发菌株 。④许多高产突变往往要经过逐步累积的过程,才变得明显,所以有必要多挑选一些已经过诱变的菌株为出发菌株,进行多步育种,确保高产菌株的获得 。(2)菌悬液的製备 一般採用生理状态一致(用选择法或诱导法使微生物同步生长)的单细胞或孢子进行诱变处理 。所处理的细胞必须是均匀而分散的单细胞悬液 。分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂,又可避免长出不纯菌落 。由于某些微生物细胞是多核的,即使处理其单细胞,也会出现不纯的菌落 。有时,虽然处理的是单核的细胞或孢子,但由于诱变剂一般只作用于DNA双链中的某一条单链,故某一突变无法反映在当代的表型上,而是要经过DNA的複製和细胞分裂后才表现出来,于是出现了不纯菌落,这就叫表型延迟 。上述两类不纯菌落的存在,也是诱变育种工作中初分离的菌株经传代后很快出现生产性状“衰退”的主要原因 。鑒于上述原因,因此用于诱变育种的细胞应儘量选用单核细胞,如霉菌或放线菌的孢子或细菌的芽孢 。细胞的生理状态对诱变处理也会产生很大的影响 。细菌在对数期诱变处理效果较好;霉菌或放线菌的分生孢子一般都处于休眠状态,所以培养时间的长短对孢子影响不大,但稍加萌发后的孢子则可提高诱变效率 。(3)选择简便有效、最适剂量的诱变剂 诱变剂主要有两大类,即物理诱变剂和化学诱变剂 。物理诱变剂如紫外线、X射线、γ射线和快中子等;化学诱变剂种类极多,主要有烷化剂、硷基类似物和吖啶类化合物 。最常用的烷化剂有